// Вие четете...

Въпроси за времето

Възникване на мълнии в буреносните облаци.

„Добрата нощ се вижда от вечерта.“

Електрическо поле и условия за възникване на мълнии в буреносните облаци.

Независимо от многото хипотези за формирането на електрическото поле и схеми за строежа на буреносните облаци, общо приети възгледи за този сложен проблем не съществуват и до сега. Като най-общо призната се ползва схемата за строежа на буреносните облаци, изградена на базата на експериментални изследвания, съгласно която в горните части на облака преобладават положителните заряди, преимуществено в ледените частици. Тези части на облака най-често се разполагат над изотерма – 12°С. В долните части на облака са съсредоточени основно отрицателни заряди.
Такова разпределение на обемни заряди от първи (голям) мащаб е обусловено от влиянието на различните процеси на наелектризиране, при което нито един от тях не трябва да се счита за основен за формирането на електрическото поле на буреносния облак. В облака едновременно се наблюдават процеси способстващи и препятстващи натрупването на електрически заряди върху облачните частици (капки и кристали) и на пространственото разделение на значителни обеми разноименно заредени частици.
Определяща роля за формирането на електрическото поле на конвективните облаци принадлежи на вертикалното движение и турбулентния обмен.
Под влиянието на вертикалните движения протича разделянето на зарядите в облака с преобладаване на положителните в горната му част и отрицателните в долната. Тези заряди формират електрическото поле, чийто напрегнатост може да достигне значителен порядък 10 В/м.
За да възникне мълния е необходимо напрегнатостта, тоест напрежението да достигне и премине с един порядък 10 В/м, което се създава под влиянието на турбулентни движения. Ролята на турбулентното движение е двояка, от една страна, ако се усилва малко мащабната турбулентност, то се усилва проводимостта и като следствие се намалява напрежението на електрическото поле от първи мащаб (в облака, като цяло). От друга страна достатъчно големи турбулентни обеми, откъсвайки се от общия поток и сближавайки се със същите такива обеми, съдържащи заряди с противоположен знак увеличават напрежението на полето. Такава макро турбулентност поражда нееднородност на електрическото поле и е способна да повиши неговото напрежение до такива критични значения, че то да надвиши границата от 10 В/м с един порядък, когато започват вътрешните разряди в самия облак, разряди между съседни облаци и разряди между облака и Земята, тоест започва процеса на образуването на мълнии.
В най-долната част на облака преобладават обеми (втори мащаб) с излишък на положителни заряди, за което способства преноса от конвективните потоци на положителни йони с почвен произход, също така вследствие на изпаренията и разпръскването на големи капки под облака. Именно между долните (положително заредени) и средните (отрицателно заредени) части на облака най-често напрежението на полето достига значение наричано пробойно, при което протича искрови пробив на слоя въздух между тях. Силата на тока при искрови разряд рязко нараства за сметка на йонизацията на въздуха по целия канал на разряда. Такъв разряд се нарича самостоятелен, дотолкова, до колкото силата на тока в него (за разлика от тока на проводимост) не зависи от началната концентрация на йоните в атмосферата. Значението на пробойната напрегнатост силно зависи от това на колко е еднородна земната повърхност под облака (с увеличаване на нееднородността, пробойното напрежение се понижава).
В първия стадий искровия разряд се състои от голям брой отделни разряди наричани „мрежа от проводящи нишки“ (стримери). Разрядите към Земята започват с обединяването на няколко стримера във фазов лидер, който прокарва силно йонизиран канал по пътя от облака до Земята. Когато фазовият лидер достигне земната повърхност, възниква възвратен удар (импулс), за който е характерен за положителен заряд нагоре по йонизирания канал. С усилване на лидера протича разпространение на проводящата мрежа на по-високи нива, при което първоначалния положителен заряд изчезва, но по-високо се появява нов и т.н. Образуваната по този начин проводяща мрежа ще се разполага по-високо от предишната, превръщайки още една част от стълба в проводник и предизвиква следващ удар. Процеса продължава до тогава, докато стримерите не източат от облака всички негови отрицателни заряди.
В купесто дъждовните облаци в които се е сформирала двузарядна електрическа структура, представлява буреносна клетка, пораждаща разряд (мълния) на Земята. Като правило, развит купесто дъждовен облак притежава няколко такива огнища, намиращи се в различен стадии на развитие. Пълното време за просъществуване на такива огнища е от порядъка на 20 – 30 мин.
Под влиянието на преноса на положителни заряди от земната повърхност към облаците, Земята получава отрицателен заряд и съгласно хипотезата, такъв пренос на електрически заряди се явява като основен механизъм, вследствие на който Земята се оказва, средно заредена отрицателно.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар